‘햇빛의 광합성 작용’을 통한 생명의 이해,
지구의 작동 원리와 핵 실험에 이르는 방대한 과학 서사!
인간과 지구에 숨겨진 생명의 고리를 찾다.

교과서에서 배웠던 ‘광합성(photosynthesis)’이라는 주제, 얼핏 단순해 보이는 과학 현상 하나로 어떻게 이처럼 방대한 저작물이 탄생했을까? 올리버 색스(Oliver Sacks)는 『태양을 먹다(Eating the Sun)』에 대해 “생명 과정을 바라보는 새로운 인식이며 지적 모험으로 스릴 넘치는 역사서”라고 말했고, 매트 리들리(Matt Ridley)는 “다루는 폭과 장대함에 숨이 멎는 문학이고 과학 작품”이라고 극찬했다. 이 책은 왜 과학 도서 전문가들과 독자들에게 찬사를 받았을까?

과학 저널리스트 올리버 몰턴(Oliver Morton)의 『태양을 먹다』는 자연의 가장 위대한 기적인 광합성을 흥미롭고 생동감 넘치며 심오한 시각으로 담은 책이다. 광합성을 가능하게 하는 물리학, 화학, 세포생물학부터 ‘광합성의 아름다움’을 연출하는 메커니즘을 처음 발견한 과학자들의 기발하고 경쟁적인 이야기, 오늘날 우리가 직면한 에너지 위기와 기후 위기에 이르기까지. 책은 수준 높은 교양과학 영역에서 ‘광합성 과정의 렌즈’를 통해 지구와 인간에 대해 광범위하고 탁월하게 설명하고 있다.

『태양을 먹다』는 ‘인간의 삶’ ‘지구의 수명’ ‘나무가 사는 세상’의 세 가지 이야기로 전개된다. 1부 ‘인간의 삶’에서는 20세기 광합성 연구의 역사를, 2부 ‘지구의 수명’에서는 지구의 역사와 광합성의 기원 그리고 진화를 다룬다. 3부 ‘나무가 사는 세상’에서는 18세기 중반부터 이루어진 산소와 이산화탄소, 에너지, 기후에 관한 연구를 살펴보며, 초기 광합성 식물에서 유래한 화석 연료의 사용이 지구에 미치는 영향에 관해 논한다. 특히 세계대전 전후 시대의 물리학자들과 화학자들이 수행한 광합성 연구가 분자생물학에서 원자폭탄에 이르기까지 다양한 분야의 기틀이 되었다는 분석은 이 책이 학술적으로도 탁월하다는 찬사를 받았던 이유이기도 하다.

책에 등장하는 과학자들의 이야기는 역사를 가로지르고, 그들의 생애는 역동적으로 독자를 이끌어 간다. 핵 실험으로 만든 탄소-14를 연구한 로저 르벨(Roger Revelle), 대기의 이산화탄소량을 측정한 데이브 키일링(Dave Keeling), 탄소와 요오드 등을 합성한 유기화학자 앤드루 벤슨(Andrew Benson), 합성에서 탄소 일곱 개를 가진 탄수화물의 정체를 밝혀내기 시작한 화학자 멜빈 캘빈(Melvin Calvin) 등이 그 주인공이다. 역사의 페이지에는 전쟁도 있었다. 1941년 광합성 연구를 위한 방사선 실험실은 맨해튼 프로젝트의 중심이 되었고, 이 실험실에서 처음으로 동위원소 분리에 성공했을 때는 일본군이 진주만을 습격하던 바로 그날이었다.

우리는 탄소를 고정하고 광합성 전자가 이동하는 과정을 이해하는 동시에 방사성 동위원소의 중요성도 알게 된다. 그리고 스크립스 연구소의 마틴 카멘(Martin Kamen)과 샘 루벤(Sam Ruben)의 삶을 살게 된다. 그들은 작동을 멈추기 직전의 입자 가속기인 사이클로트론(cyclotron)을 들고 동물 실험실에 뛰어 들어갔다. 방사능 이산화탄소를 분리해 냈고, 식물이 실제 대기 중의 이산화탄소를 고정한다는 사실을 보여 주었다. 이야기의 결말은 희극인 동시에 비극이기도 하다. 광합성에서 독가스로 연구 방향을 선회했던 루벤은 독가스 실험 도중 액체 질소가 그의 폐를 가득 채워 질식사했다. 방사성 동위원소를 실험한 카멘은 ‘원자폭탄 스파이’라는 혐의에 괴로워하며 자살을 시도했다.

책은 이처럼 과학자들의 마음과 실험실에 독자를 밀어 넣는다. 그래서 책을 읽는 사이에 자연스럽게 과학 연구에 참여하도록 만든다. 그 과정에서 우리는 ‘광계’와 ‘전자 전달’ ‘Z-체계’도 무리 없이 이해하며 과학 이론에 조금씩 접근할 수 있다. 또한 이 책은 지구의 수명 그리고 인류와 광합성과의 관계를 조명한다. 즉 광합성이 지구 생태계에 어떤 영향을 미치는지, 인간 문명을 얼마나 발전시켰는지, 인류가 얼마나 광합성에 의존하고 있는지를 살펴본다. 이어 지구 온난화와 탄소 문제에 대한 논의를 통해 인류가 광합성을 어떻게 활용해야 하는지도 포착하고 있다. 따라서 책은 인간과 지구의 숨겨진 생명의 고리, ‘광합성’을 통해 과학, 환경, 인류의 미래에 넓고 깊은 통찰을 제시한다.

자연의 경이로운 이치를 향한 인류의 구도적 열정
그래서 깨닫는 자연과 인간의 유기적 통일,
마지막 과제, 지구 보존을 위한 통찰을 제시하다.

『태양을 먹다』의 가장 중요한 미덕은 ‘자연의 가장 위대한 기적’에 대해 흥미롭고 생동감 넘치게 표현하면서도 심오한 시각을 제시한다는 것이다. 동시에 기후 변화와 혼란의 잠재적 위기를 조명하고 필요한 경종을 울린다. 이를 위해 식물의 중요성에 대한 찬사, 지구의 역사와 전쟁의 중심에서 과학자들의 화협과 불화, 효소와 색소처럼 미시적인 것들이 바다와 열대우림, 화석 연료 경제 등의 거시적인 문제에 어떻게 영향을 미치는지를 점층적으로 설명하고 있다. 그리고 무엇보다 상황을 좋게 혹은 나쁘게 만드는 것도 ‘우리’라는 것을 강조하고 있다.

다시 말하면, 태양은 인류의 생존을 위해 지구상에서 가장 중요한 자원이지만 태양의 본질과 역할은 아직도 미스터리한 부분이 많다는 것이다. 책은 그 가운데 탄소와 에너지, 빛의 역할을 통해 광합성의 기초가 되는 물리학, 화학, 세포생물학 등의 원리를 밝히고 있다. 생물, 지구, 인류의 여정과 미래가 이 책에 담겨 있다. 생명의 기원과 지구의 역사를 자연 현상을 통해 탐구하면서 인간과 환경이 어떻게 상호작용하며 우리의 삶과 문화에 어떠한 영향을 미치는지 살펴보는 과정, 이는 바로 과학과 인문학이 만나는 지점이라고 할 수 있다. 과학적 원리를 인간의 역사, 지구의 생명력과 연결함으로써 독자들에게 통섭적인 시각을 제시하는 것이다.

또한 책은 인간과 지구의 미래에 중요한 메시지를 전달하고 있다. 오늘날 우리가 직면한 에너지 위기와 지구 온난화 문제를 광합성의 관점에서 바라보며, 지속 가능한 에너지 생산 방식을 찾아야 하는 인류의 책임을 강조한다. 이를 바탕으로 지구를 보호하고 지속 가능한 발전을 실현하기 위한 행동 방향을 찾을 수 있다. 저자 올리버 몰턴은 “광합성은 생명 역사에서 한 번도 시도해 본 적이 없던 다양한 방식의 행위가 모여 지구를 푸르게 색칠한 이야기”라며 “광합성 이야기는 인간 지성의 힘을 확인하는 과정”이라고 말한다. 이제 ‘푸르고 창백한’ 우리의 행성 ‘지구’를 위해, 우리가 무엇을 해야 할지 스스로에게 물어야 할 때다.

몹시 추운 어느 날 아침, 밖에서 떨며 “지구 온난화가 너무 심한걸”이라며 중얼거렸던 사람에게 『태양을 먹다』는 지구에서 실제로 일어나는 일이 얼마나 복잡한지를 이해하는 데 도움을 준다.
- [보스턴 글로브]

꼭 읽어야 할 책. 매혹적이고 아름답다.
- [뉴 사이언티스트]

몰턴은 세상의 풍경을 바라보는 경외감은 물론 전 세계 에너지 문제와 기후 위기 대처에 무척 유용한 사고방식을 툭 던진다.
- [뉴요커]

세계를 보는 방식을 거듭나게 하는 책이다… 이 주제가 어떻게 오늘날에 이르렀는지 조명하는 흥미로운 역사서이며, 비과학자에게도 빛나는 통찰력을 주는 책이다.
- [이코노미스트]

광합성 스릴러… 로켓 과학은 식물이 어떻게 작동하는지 알아내지 못한다. 식물은 워낙 복잡하다. 카운트다운, 우주복 다 필요 없다. 흥미가 솟아나는 곳은 생물학 실험실이다.
- [타임스 문학 부록(런던)]

과학 글쓰기가 성취할 수 있는 모든 것을 보여 주는 아름다운 사례다. 대중 과학의 미답 분야이자 연구소에서 벌어지는 일을 상세하게 밝히고 대중의 이해를 높이는 데 기여한 몰턴은 여지없이 선명하고 우아한 글을 쓴다. 생명을 보전하는 무척 중요한 생물학적 과정의 이해를 높이는 데 기여한 실험 연구자들의 흥미로운 뒷이야기도 몰턴은 꼼꼼히 챙긴다. 그리고 그것이 과학적 성과로 이어짐을 밝혀냈다.
- [라이브러리 저널(별점 리뷰)]

『태양을 먹다』는 별 주위를 소용돌이치는 우주 먼지의 아바타인 식물의 잎이 얼마나 아름답고 얼마나 귀한 존재인지를 대놓고 드러내는 즐겁고 유장한 산문이다.
- [크리스천 사이언스 모니터]

매우 독창적이다. 괄목할 만큼 아름답다. 몰턴은 생명뿐만 아니라 풍경의 진화를 묘사하는 데 온 힘을 기울였다.
- [선데이 텔레그래프]

경이로움과 지적 흥분, 명료한 설명과 서정적인 글쓰기 그리고 작은 것과 큰 것을 잇는 세계가 어떻게 작동하는지, 새로운 통찰이 역력하다. 연구비를 할당하는 사람들은 어느 대목을 눈여겨보아야 하는지 깨우치게 될 것이다. 다른 사람들은 그저 즐기면 된다. 몰턴의 매혹적인 이 책을….
- [인디펜던트(런던)]

몰턴은 ‘광합성’ 서사시를 썼다. 자연을 칭송하고 그것을 모방하도록 설계한 기술을 둘러싼 낙관적인 근거를 낱낱이 찾아냈다.
- [시드(Seed)]

낯선 즐거움…. 올리버 몰턴의 『태양을 먹다』는 식물 왕국을 주인공으로 쓴 한 편의 지구 역사다. 매력이 철철 넘친다.
- [프로스펙트 매거진(런던)]

한편으론 놀라움이 가득하고 한편으론 지구 생물학적 과정의 미래에 대한 걱정이 여실히 드러난다… 몰턴은 역사책이든 개인적인 만남이든 모든 지점에서 과학자를 자극하는 불연속적인 문제를 묘사하거나 과학적 동기에 철학적 성찰을 던진다. 식물을 설명하면서도 몰턴은 한 그루의 나무를 바라보는 애정 어린 통찰력을 잊지 않는다.
- [북리스트]

충격적인 통찰력을 준다. 게다가 어마어마하게 재미있다.
- [선데이 타임스]

추천의 글
저자의 말

들어가는 말

제1부 인간의 삶
1장 탄소
스크립스, 행성 그리고 단백질 ｜ 앤드루 벤슨의 화학 교육 ｜ 마틴 카멘과 방사성 동위원소 실험실 ｜ 탄소-14
전쟁을 딛고 ｜ 멜빈 캘빈과 탄소의 여정 ｜ 루비스코
2장 에너지
가을 그리고 에너지 보존 ｜ 로빈 힐과 케임브리지 생화학 ｜ 산소는 어디에서 오는가? ｜ 다니엘 아르논과 엽록체의 분리 ｜ Z-체계 ｜ 피터 미첼 그리고 막의 역할
3장 빛
13차 국제 학회 ｜ 에머슨과 아놀드 ｜ 광합성 단위를 둘러싼 논쟁 ｜ 반응센터 ｜ 광계 II에는 4만 6,630개의 원자가 ｜ 절묘한 스릴

제2부 지구의 수명
4장 태초에
망원경과 생체경 ｜ 생명의 한계와 기원 ｜ 세상을 열다 ｜ 지구를 산화하다 ｜ 다른 세상 ｜ 그렇다고 해도 어디를 연구해야 하는 것일까?
5장 화석
다운을 향해 운전하다 ｜ 첫 번째 눈덩이 지구 ｜ 엽록체 세계 ｜ 지루한 10억 년 ｜ 대기권을 침범하다
6장 숲과 되먹임
정적인 특성 ｜ 세상을 펼치다 ｜ 산소 불꽃 ｜ 생명, 행운 그리고 엔트로피
7장 초원
다운스에서 ｜ 백악기 바다에서 불타는 사바나로 ｜ 빙하기 ｜ 비옥한 1000년 ｜ 식물의 종말 ｜ 오랜 여정

제3부 나무가 사는 세상
8장 인류
바스티유의 날 ｜ 광합성의 발견 ｜ 플로지스톤 주기 ｜ 잎이 바뀌면 세상도 바뀐다 ｜ 인류의 힘 ｜ 탄소/기후 재앙
9장 에너지
쐐기의 세계 ｜ 포플러에 비치는 태양 ｜ 덧붙여: 변치 않는 동반자

용어 설명
더 읽을거리
감사의 글
참고문헌